CN212457951U - 电炉电极密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电炉电极密封装置，属于电极的配置领域。底座内部设置有绝缘、耐热的电极孔砖且底座通过绝缘连接与炉盖固定，密封筒中的A型压块、B型压块、内密封圈以及外密封圈配合组成了的一套迷宫式密封装置，内侧柔性密封圈与石墨电极直接接触，负责石墨电极的动密封。密封筒通过夹紧卡扣固定在底座上，可在安装时解决石墨电极与下方底座电极孔不易对心的问题；弹性压紧装置可以调整密封筒内压块对柔性内外密封圈的压力，进而调节密封圈与电极接触的松紧程度，达到调节密封的效果。该电极密封装置结构紧凑，调整和维护方便，解决了固废资源化电炉电极高温、带电下的动密封的问题，实现了炉内密闭冶炼。

Description

电炉电极密封装置

技术领域

本实用新型属于电极的配置领域，具体涉及一种固废资源化电炉电极密封装置。

背景技术

传统冶金电炉对电极孔的密封性要求都不高，如炼钢电弧炉、钢包精炼炉，都是在炉盖电极孔处设置整体的耐材小炉盖，以起到对电极的绝缘、隔热、防喷溅作用，为防止电极运动而与耐材小炉盖碰撞，电极孔处还会留有很大空隙。

传统的铁合金矿热电炉体型较大，所用电极直径为石墨电极时，直径一般在Φ700mm以上，使用自焙电极时，直径可达到Φ2000mm，故该类电炉的各种电极密封装置外形也大；另外，矿热炉电极密封装置的内部结构复杂，大多由水冷套、耐火砖、氮封、压紧弹簧等部分组成，这类密封装置虽能够起到绝缘、隔热的作用，但因其外形庞大，自身重量重，普遍存在密封装置(跟随电极)的随动性差，压紧弹簧的压紧效果不理想的问题，一般情况下，电极运动没多久电极孔密封面就会出现缝隙，产生漏烟，目前矿热炉多数都是在半密闭状态下工作。而固废资源化电炉炉型相对小，故直接借用或比例缩小传统的铁合金矿热电炉电极密封装置是不适用的。

与传统冶金电炉相比，固废资源化电炉体型相对性小，电极多采用直径Φ300mm以下的石墨电极，处理对象为固废、危废品，对炉子密闭性要求高，传统的电极密封装置无法满足要求，故需要一种新型的电极密封装置，以解决高温、带电下的中小直径电极随动密封问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种电炉电极密封装置，以解决高温、带电下的中小直径电极随动密封问题。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种电炉电极密封装置，包括设置在电炉炉盖上方的密封筒，密封筒主要由壳体Ⅰ、压块组以及氮封装置组成；壳体Ⅰ为筒形结构，其下端口处具有环形底板，上端口处设有向外延伸的上凸缘Ⅰ，若干压块组叠放于壳体Ⅰ内侧的底板上方，氮封装置设置在压块组之间；压块组包括对应配合的A型压块与B型压块，A型压块与B型压块的配合面为凹凸面且配合面间夹有内密封圈与外密封圈。

还包括底座与弹性压紧装置；底座主要由筒形的壳体Ⅱ以及绕壳体Ⅱ环设在壳体Ⅱ内壁处的电极孔砖组成，壳体Ⅱ的上端口与下端口处对应设有向外延伸的上凸缘Ⅱ与下凸缘Ⅱ，其中下凸缘Ⅱ与电炉炉盖的电极孔法兰座绝缘连接，上凸缘Ⅱ通过夹紧卡扣与壳体Ⅰ的底板可拆卸连接。

弹性压紧装置包括压板、拉紧螺栓以及组合碟簧，压板压在压块组的顶部并通过拉紧螺栓与上凸缘Ⅰ相连接，组合碟簧套装在拉紧螺栓上且组合碟簧的两端头面对应顶在上凸缘Ⅰ与拉紧螺栓头部之间。

进一步，环绕壳体Ⅱ内壁设置的电极孔砖形成具有端盖部的管体结构，其中与壳体Ⅱ对应设置的端盖部的下端面压在电炉炉盖的电极孔法兰座上方，位于端盖部下方的管体沿电极轴向从电极孔法兰座端口延伸至电炉内；电极孔砖为绝缘耐火砖。

进一步，电极孔砖端盖部的上端面不高于上凸缘Ⅱ的上端面，延伸至电炉内的电极孔砖管体端头伸出炉盖耐火材料或与炉盖耐火材料厚度齐平；电极孔砖形成的管体结构的内壁面与电极间存有间隙。

进一步，电极孔砖与壳体Ⅱ内壁面之间的缝隙处填充有陶瓷纤维毡。

进一步，A型压块与B型压块均由绝缘耐火材料制成。

进一步，A型压块为凸字形结构，B型压块为十字形结构，相互叠放的A型压块与B型压块的内外侧对应形成内圈内凹空间以及外圈内凹空间，内密封圈填充在内圈内凹空间中从而与电极相配合，外密封圈填充在外圈内凹空间中从而与壳体Ⅰ的内壁面相配合。

进一步，内密封圈与电极挤压接触，外密封圈与壳体Ⅰ的内壁面挤压接触。

进一步，夹紧卡扣有多组，绕壳体Ⅱ周向间隔布置在上凸缘Ⅱ上；各夹紧卡扣主要由压紧螺栓和C型支架组成，C型支架的下端固接在上凸缘Ⅱ上，压紧螺栓穿过C型支架的上端并顶压在壳体Ⅰ的底板上。

进一步，壳体Ⅱ的下凸缘Ⅱ与电炉炉盖的电极孔法兰座之间设有绝缘垫，下凸缘Ⅱ与电极孔法兰座上对应设有螺栓连接孔且两者之间通过螺栓连接，螺栓连接孔内设有绝缘套。

进一步，氮封装置为耐热不锈钢制成的环形管，环形管外部有氮气进气口，环形管内部圆周均布有多个出气小孔。

本实用新型的有益效果在于：

(1)底座通过绝缘连接一方面与炉盖固定，另一方实现了上部密封筒与炉盖之间的绝缘；底座内部设置有绝缘、耐热的电极孔砖，可以实现对炉膛内主要烟气和热量的隔离，同时实现密封筒对石墨电极的绝缘。

(2)密封筒中的A型压块、B型压块、内密封圈以及外密封圈配合组成了的一套迷宫式密封装置，内侧柔性密封圈与石墨电极直接接触，负责石墨电极的动密封，外侧柔性密封圈和压紧砖(A型压块、B型压块)负责密封筒内部空间的密封，内、外侧的柔性密封圈和压块组合设计为多层结构，形成了具有一定柔性的多级密封面。

(3)氮封装置在密封筒内局部空间产生气封，可阻止炉内烟气沿缝隙上溢。

(4)密封筒通过夹紧卡扣固定在底座上，夹紧卡扣拆掉后，密封筒可以随电极整体移动，可在安装时解决石墨电极与下方底座电极孔不易对心的问题。

(5)调节拉紧螺栓的松紧程度，还可以调整密封筒内压块对柔性内外密封圈的压力，进而调节密封圈与电极接触的松紧程度，达到调节密封的效果。

总的来说，该电极密封装置结构紧凑，调整和维护方便，解决了固废资源化电炉电极高温、带电下的动密封的问题，实现了炉内密闭冶炼。

本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作优选的详细描述，其中：

图1为该电炉电极密封装置的结构示意图；

图2为底座的结构示意图；

图3为图1中A部放大图；

图4为密封筒的结构示意图；

图5为图1的俯视图；

图6为图1的B部放大图；

图7为图1的C部放大图。

附图标记：

电极孔法兰座1、底座2、夹紧卡扣3、密封筒4、弹性压紧装置5、石墨电极6、炉盖耐火材料7；

底座中：壳体Ⅱ21、电极孔砖22、绝缘垫23、螺栓24、绝缘套25、陶瓷纤维毡26、上凸缘Ⅱ211、下凸缘Ⅱ212、端盖部221；

夹紧卡扣中：压紧螺栓31、C型支架32；

密封筒中：壳体Ⅰ41、氮封装置42、A型压块43、B型压块44、内密封圈45、外密封圈46、底板411、上凸缘Ⅰ412、氮气进气口421；

弹性压紧装置中：压板51、拉紧螺栓52、组合碟簧53。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1所示，为一种电炉电极密封装置，包括设置在电炉炉盖上方的密封筒4，密封筒4主要由壳体Ⅰ41、压块组以及氮封装置42组成；壳体Ⅰ41为筒形结构，其下端口处具有环形底板411，上端口处设有向外延伸的上凸缘Ⅰ412，若干压块组叠放于壳体Ⅰ41内侧的底板411上方，氮封装置42设置在压块组之间；压块组包括对应配合的A型压块43与B型压块44，A型压块43与B型压块44的配合面为凹凸面且配合面间夹有内密封圈45与外密封圈46。还包括底座2与弹性压紧装置5；底座2主要由筒形的壳体Ⅱ21以及绕壳体Ⅱ21环设在壳体Ⅱ21内壁处的电极孔砖22组成，壳体Ⅱ21的上端口与下端口处对应设有向外延伸的上凸缘Ⅱ211与下凸缘Ⅱ212，其中下凸缘Ⅱ212与电炉炉盖的电极孔法兰座1绝缘连接，上凸缘Ⅱ211通过夹紧卡扣3与壳体Ⅰ41的底板411可拆卸连接。弹性压紧装置5包括压板51、拉紧螺栓52以及组合碟簧53，压板51压在压块组的顶部并通过拉紧螺栓52与上凸缘Ⅰ412相连接，组合碟簧53套装在拉紧螺栓52上且组合碟簧53的两端头面对应顶在上凸缘Ⅰ412与拉紧螺栓52头部之间。

具体的，参见图2，环绕壳体Ⅱ21内壁设置的电极孔砖22形成了具有端盖部221的管体结构，其中与壳体Ⅱ21对应设置的端盖部221的下端面压在电炉炉盖的电极孔法兰座1上方，位于端盖部221下方的管体部分沿电极轴向从电极孔法兰座1端口一直延伸至电炉内；电极孔砖22为绝缘耐火砖。

电极孔砖22中端盖部221的上端面不高于上凸缘Ⅱ211的上端面，优选设置成齐平的形式，从而实现与壳体Ⅰ41中底板411的紧密配合。而延伸至电炉内的电极孔砖管体端头可伸出炉盖耐火材料7，或是与炉盖耐火材料7的厚度齐平，即电极孔砖管体的最下端管口应越过炉盖耐火材料7的内表面、或与内表面齐平。电极孔砖所形成的管体结构内用于插装石墨电极6。

该底座2中，壳体Ⅱ21是由耐热不锈钢制成的铜型钢壳，通过绝缘连接固定在电极孔法兰座1上；壳体Ⅱ21内部的电极孔砖22为特制异形、耐高温的绝缘耐火砖，将该向炉内延伸的电极孔砖22套在石墨电极6上，并使其压在电极孔法兰座1上，可以把带电的石墨电极6、炉内的高温烟气与外部隔离开，从而起到绝缘、隔热的作用。电极孔砖22所形成的管体结构的内壁与石墨电极6之间应留有适当的间隙，该间隙的大小根据石墨电极6工作时的水平晃动位移量确定。

本方案中的绝缘连接是通过绝缘垫23、绝缘套筒25来实现。具体的，参见图3，壳体Ⅱ21的下凸缘Ⅱ212与电炉炉盖的电极孔法兰座1之间设有绝缘垫23，下凸缘Ⅱ212与电极孔法兰座1上对应设有螺栓连接孔且两者之间通过螺栓24连接，螺栓连接孔内设有绝缘套25。在所连接的上、下法兰面之间设置绝缘垫23，在螺栓连接孔内设置绝缘套25，螺栓拧紧后，底座2、密封筒4等上部外壳与电极孔法兰座1是绝缘的。

优选的电极孔砖22与壳体Ⅱ21内壁面之间的缝隙处填充有陶瓷纤维毡26，陶瓷纤维毡26可阻止烟气外溢。

参见图4，A型压块43与B型压块44均由绝缘耐火材料制成。本实施例中的A型压块43为圆环体，其截面为凸字形结构，B型压块也为圆环体，其截面为十字形结构。相互叠放的A型压块43与B型压块44的内外侧对应形成内圈内凹空间以及外圈内凹空间，内密封圈45填充在内圈内凹空间中从而与电极挤压接触，外密封圈46填充在外圈内凹空间中从而与壳体Ⅰ41的内壁面挤压接触。

密封筒4安装在底座2上，壳体Ⅰ41是由耐热不锈钢制成的筒型钢壳，A型压块43与B型压块44为特制的异形、耐高温的绝缘耐火砖，将A型压块43与B型压块44的配合面设置成为凹凸面，当多层A型压块43与B型压块44嵌套组合叠放在一起时，两种压块上的凹凸面即可配合形成凹凸空间，该凹凸空间不仅能对应放置/填充内、外密封圈，还能与内、外密封圈配合形成迷宫结构而作为多级密封面。

内密封圈45与外密封圈46均是由耐高温且有一定柔性的绝缘盘根现场盘制而成，内密封圈45与石墨电极6直接接触，形成接触的动密封面，外密封圈46与壳体Ⅰ41的内壁面直接接触，在弹性压紧装置5的压迫下，内密封圈45与外密封圈46会被A型压块43、B型压块44压缩变形，在电极径向方向膨胀并挤紧石墨电极6和壳体Ⅰ41，实现密封。

氮封装置42为耐热不锈钢制成的环形管，环形管外部有氮气进气口421，环形管内部圆周均布有多个出气小孔。通入氮气后，可在密封筒4内局部空间形成气封，从而阻止炉内烟气通过缝隙外溢。

参见图5至图7，密封筒4是通过夹紧卡扣3固定到底座2上的。夹紧卡扣3有多组，绕壳体Ⅱ21周向间隔布置在上凸缘Ⅱ211上；各夹紧卡扣3主要由压紧螺栓31和C型支架32组成，C型支架32的下端固接在上凸缘Ⅱ211上，压紧螺栓31穿过C型支架32的上端并顶压在壳体Ⅰ41的底板411上。具体的，压紧螺栓31穿过C型支架32的螺纹孔并压在底板411的外边缘处，通过拧紧压紧螺栓31，压紧螺栓31把底座2和密封筒4卡紧；松开压紧螺栓31，密封筒4即可随石墨电极6水平整体移动，便于在安装时，石墨电极6与底座2的对心调整，同时，夹紧卡扣3的卡紧不受密封筒4和底座2不对心的影响。

本实施例中，弹性压紧装置5是有两组，即在石墨电极6的两侧各设置一个压板51，每个压板的两端设有螺栓孔，通过穿过螺栓孔的拉紧螺栓52与上凸缘Ⅰ412连接锁定以压制住套在石墨电极外的压块组。拉紧螺栓52压迫组合碟簧53向下拉紧压板51，压板51通过A型压块43与B型压块44压缩内密封圈45与外密封圈46；调整拉紧螺栓52的拉紧力可以调节内密封圈45与外密封圈46直接的压紧程度。

该电极密封装置中，底座2中的壳体Ⅱ21通过绝缘连接一方面与炉盖固定，另一方实现上部密封装置与炉盖之间的绝缘；底座2内部设置有绝缘、耐热的电极孔砖22，可以实现对炉膛内主要烟气和热量的隔离，同时实现密封筒4对石墨电极6的绝缘。密封筒中的A型压块43、B型压块44、内密封圈45以及外密封圈46配合组成了的一套迷宫式密封装置，内侧柔性密封圈与石墨电极直接接触，负责石墨电极的动密封，外侧柔性密封圈和压紧砖(A型压块43、B型压块44)负责密封筒内部空间的密封，内、外侧的柔性密封圈和压块组合设计为多层结构，形成了具有一定柔性的多级密封面。氮封装置42在密封筒内局部空间产生气封，可阻止炉内烟气沿缝隙上溢。密封筒又通过夹紧卡扣3固定在底座2上，夹紧卡扣3拆掉后，密封筒可以随电极整体移动，可在安装时解决石墨电极与下方底座电极孔不易对心的问题。而调节拉紧螺栓的松紧程度，还可以调整密封筒内压块对柔性内外密封圈的压力，进而调节密封圈与电极接触的松紧程度，达到调节密封的效果。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种电炉电极密封装置，包括设置在电炉炉盖上方的密封筒，密封筒主要由壳体Ⅰ、压块组以及氮封装置组成；壳体Ⅰ为筒形结构，其下端口处具有环形底板，上端口处设有向外延伸的上凸缘Ⅰ，若干压块组叠放于壳体Ⅰ内侧的底板上方，氮封装置设置在压块组之间；压块组包括对应配合的A型压块与B型压块，A型压块与B型压块的配合面为凹凸面且配合面间夹有内密封圈与外密封圈；其特征在于：还包括底座与弹性压紧装置；

底座主要由筒形的壳体Ⅱ以及绕壳体Ⅱ环设在壳体Ⅱ内壁处的电极孔砖组成，壳体Ⅱ的上端口与下端口处对应设有向外延伸的上凸缘Ⅱ与下凸缘Ⅱ，其中下凸缘Ⅱ与电炉炉盖的电极孔法兰座绝缘连接，上凸缘Ⅱ通过夹紧卡扣与壳体Ⅰ的底板可拆卸连接；

弹性压紧装置包括压板、拉紧螺栓以及组合碟簧，压板压在压块组的顶部并通过拉紧螺栓与上凸缘Ⅰ相连接，组合碟簧套装在拉紧螺栓上且组合碟簧的两端头面对应顶在上凸缘Ⅰ与拉紧螺栓头部之间。

2.根据权利要求1所述的电炉电极密封装置，其特征在于：环绕壳体Ⅱ内壁设置的电极孔砖形成具有端盖部的管体结构，其中与壳体Ⅱ对应设置的端盖部的下端面压在电炉炉盖的电极孔法兰座上方，位于端盖部下方的管体沿电极轴向从电极孔法兰座端口延伸至电炉内；电极孔砖为绝缘耐火砖。

3.根据权利要求2所述的电炉电极密封装置，其特征在于：电极孔砖端盖部的上端面不高于上凸缘Ⅱ的上端面，延伸至电炉内的电极孔砖管体端头伸出炉盖耐火材料或与炉盖耐火材料厚度齐平；电极孔砖形成的管体结构的内壁面与电极间存有间隙。

4.根据权利要求1～3任一所述的电炉电极密封装置，其特征在于：电极孔砖与壳体Ⅱ内壁面之间的缝隙处填充有陶瓷纤维毡。

5.根据权利要求1所述的电炉电极密封装置，其特征在于：A型压块与B型压块均由绝缘耐火材料制成。

6.根据权利要求1或5所述的电炉电极密封装置，其特征在于：A型压块为凸字形结构，B型压块为十字形结构，相互叠放的A型压块与B型压块的内外侧对应形成内圈内凹空间以及外圈内凹空间，内密封圈填充在内圈内凹空间中从而与电极相配合，外密封圈填充在外圈内凹空间中从而与壳体Ⅰ的内壁面相配合。

7.根据权利要求6所述的电炉电极密封装置，其特征在于：内密封圈与电极挤压接触，外密封圈与壳体Ⅰ的内壁面挤压接触。

8.根据权利要求1所述的电炉电极密封装置，其特征在于：夹紧卡扣有多组，绕壳体Ⅱ周向间隔布置在上凸缘Ⅱ上；各夹紧卡扣主要由压紧螺栓和C型支架组成，C型支架的下端固接在上凸缘Ⅱ上，压紧螺栓穿过C型支架的上端并顶压在壳体Ⅰ的底板上。

9.根据权利要求1所述的电炉电极密封装置，其特征在于：壳体Ⅱ的下凸缘Ⅱ与电炉炉盖的电极孔法兰座之间设有绝缘垫，下凸缘Ⅱ与电极孔法兰座上对应设有螺栓连接孔且两者之间通过螺栓连接，螺栓连接孔内设有绝缘套。

10.根据权利要求1所述的电炉电极密封装置，其特征在于：氮封装置为耐热不锈钢制成的环形管，环形管外部有氮气进气口，环形管内部圆周均布有多个出气小孔。

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